银烧结之银膜转印材料、工艺与设备

1当前银烧结的主流形式都有哪几种？

银烧结是大功率器件最合适的界面互连技术之一，具有低温烧结互连高温服役的优点。银烧结材料主要以银膏和银膜的形式存在，其中银膏是最先发展起来并且使用最为广泛的一种形式，其典型使用工艺流程如图1所示，主要包括银膏钢网印刷、烘箱烘干，然后进行芯片热贴，最后进行热压烧结互连。

图1 有压烧结型银膏、银膜工艺流程对比

银膜转印技术是一种将薄膜载体上的银膜以合适的温度、压力转移到芯片上的技术。银膜使用的时候避免了印刷与烘干工艺，可以直接将芯片在银膜上进行转印，然后贴片、烧结。因此，银膜是一种非常高效、高质量的银烧结互连材料。

2与银膏相比银膜转印的特点有哪些？

（1）表面平整度优于银膏印刷。例如清连科技目前银膜表面厚度高度差可控制在3微米以内，而目前银膏印刷在钢网升起时会带来四周高的问题，表面平整度有限。因此，银膜可以提升连接层质量，降低芯片破碎风险。

图2 银膜转印效果展示

（2）芯片周围没有多余银烧结材料残余。采用银膏印刷的形式，通常印刷面积要大于芯片面积，导致芯片周围存在多余银烧结材料，多余的银烧结材料在后续工艺流程中存在脱落的风险。而银膜转印技术可以完美适配芯片尺寸，避免此类风险。

（3）提高生产效率。省去了银膏印刷和烘干的流程，直接进行后续的贴片与烧结，大幅度提升了生产效率，同时流程的简化能够进一步提升产品质量的一致性与稳定性。此外，还减少了钢网与印刷机、烘箱的成本。

（4）能够实现大面积互连。银膜厚度与尺寸可定制，清连科技银膜目前已经实现了最大6英寸整晶圆键合。如此大面积互连对表面平整度以及有机物残留都有非常高的要求，银膏无法做到大面积互连所要求的高平整度与尽量少的有机物残留。

（5）媲美银膏的导电、导热、机械性能。银膜转印技术与银膏相比，具有与完全类似的导电、导热性能，能很好的满足SiC、GaN等各种高性能器件的要求。

（6）目前国外主流的银膜供应商只有一家，与银膏相比，存在售价高、周期长的缺点，导致国内目前首选还是银膏的形式，只有少数客户量产在用，也导致用户存在银膜售价过高的误区。目前国内清连科技积累了近20年银烧结技术，已全面突破银膜高质量稳定量产技术，其成本媲美银膏，是国产高质量银烧结替代的可靠选择。

表1 清连科技银膜技术参数

图3 银膜烧结互连SiC芯片推拉力强度（5mm×5mm）

图4 超声无损检测无缺陷（5mm×5mm）

3银膜转印设备有特殊要求吗？

与银膏印刷工艺相比，银膜转印不需要增加新的设备。银膜所需要的转印设备采用银膏烘干后的热贴设备（预烧结）即可。热贴设备与传统贴片设备相比，除了具有高精度的贴片功能，在贴片的同时吸嘴还需要具有一定的温度和压力。因此，热贴设备目前可以很好的满足银膜转印的需求。目前，该款设备清连科技与国内头部设备厂商共同开发，已完成头部客户验证，实现了国产化替代。